圖像處理裝置、圖像處理方法以及圖像處理程序的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對(duì)內(nèi)窺鏡所獲取的圖像進(jìn)行圖像處理的圖像處理裝置、圖像處理方 法、以及圖像處理程序，其中，該內(nèi)窺鏡對(duì)生物體的管腔內(nèi)進(jìn)行觀察。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，作為能夠?qū)ι矬w的管腔內(nèi)進(jìn)行非侵入觀察的醫(yī)用觀察裝置，內(nèi)窺鏡得 到廣泛普及。在內(nèi)窺鏡的光源中通常使用疝燈等白色光源，另外還通過在該光源中組合旋 轉(zhuǎn)濾鏡而使從光源射出的白色光窄帶化來對(duì)管腔內(nèi)進(jìn)行照射，其中，所述旋轉(zhuǎn)濾鏡設(shè)置有 分別使具有紅色光（R)、綠色光（G)以及藍(lán)色光（B)的波段的光透射的紅色濾鏡、綠色濾鏡 以及藍(lán)色濾鏡。能夠從根據(jù)這種方式所獲得的圖像中觀察管腔內(nèi)的粘膜的大致的形狀或狀 態(tài)、以及有無息肉等。
[0003] 但是，在使用白色光進(jìn)行觀察的情況下，具有存在于粘膜的表層或深層的血管的 視覺辨認(rèn)性低、難以進(jìn)行明確的觀察的問題。針對(duì)這種問題，專利文獻(xiàn)1公開了一種技術(shù)， 該技術(shù)對(duì)特定深度的血管區(qū)域進(jìn)行強(qiáng)調(diào)或者抑制。更詳細(xì)地說，在專利文獻(xiàn)1中通過對(duì)管 腔內(nèi)進(jìn)行拍攝而獲取窄帶信號(hào)（窄帶圖像數(shù)據(jù)）以及寬帶信號(hào)（寬帶圖像數(shù)據(jù)），并根據(jù)它 們的信號(hào)的亮度比而估計(jì)血管的深度，在判定為該血管的深度是表層的情況下，使血管區(qū) 域中的對(duì)比度變化而顯示圖像。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2011-98088號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的課題
[0008] 但是，實(shí)際的內(nèi)窺鏡圖像中的窄帶信號(hào)與寬帶信號(hào)的比率，除了血管的深度以外， 還受到照射光的強(qiáng)度、作為被檢體的生物體的個(gè)體差、以及血管的粗細(xì)等深度以外的要素 的影響而變化。因此，像專利文獻(xiàn)1那樣，在單純基于窄帶信號(hào)與寬帶信號(hào)的比率進(jìn)行的血 管的深度估計(jì)中，不能獲得充分的估計(jì)精度，難以對(duì)用戶期望的深度的血管進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。
[0009] 本發(fā)明就是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種能夠從內(nèi)窺鏡所獲取的 圖像中高精度地提取特定深度的血管進(jìn)行強(qiáng)調(diào)的圖像處理裝置、圖像處理方法以及圖像處 理程序。
[0010] 用于解決課題的手段
[0011] 為了解決上述課題實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明涉及的圖像處理裝置對(duì)通過拍攝生物體而獲 取的圖像進(jìn)行處理，其特征在于，該圖像處理裝置具有：窄帶圖像獲取單元，其獲取中心波 長彼此不同的至少3個(gè)窄帶圖像；深度特征量計(jì)算單元，其根據(jù)彼此不同的窄帶圖像中的 由照射于所述生物體的光的吸光變化所產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度的變化的差異來計(jì)算深度特征量， 該深度特征量是與所述生物體內(nèi)的血管的深度相關(guān)的特征量；以及強(qiáng)調(diào)圖像生成單元，其 根據(jù)所述深度特征量來生成根據(jù)所述血管的深度對(duì)所述血管進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)的圖像，所述深度 特征量計(jì)算單元具有：歸一化特征量計(jì)算單元，其計(jì)算在所述至少3個(gè)窄帶圖像間對(duì)基于 各像素的信號(hào)強(qiáng)度的值進(jìn)行了歸一化后的歸一化特征量；以及相對(duì)特征量計(jì)算單元，其計(jì) 算表示所述彼此不同的窄帶圖像間的所述歸一化特征量之間的相對(duì)強(qiáng)度關(guān)系的相對(duì)特征 量。
[0012] 本發(fā)明涉及的圖像處理方法被圖像處理裝置所執(zhí)行，該圖像處理裝置對(duì)通過拍攝 生物體而獲取的圖像進(jìn)行處理，其特征在于，該圖像處理方法包含：窄帶圖像獲取步驟，獲 取中心波長彼此不同的至少3個(gè)窄帶圖像；深度特征量計(jì)算步驟，根據(jù)彼此不同的窄帶圖 像中的由照射于所述生物體的光的吸光變化所產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度的變化的差異來計(jì)算深度 特征量，該深度特征量是與所述生物體內(nèi)的血管的深度相關(guān)的特征量；以及強(qiáng)調(diào)圖像生成 步驟，根據(jù)所述深度特征量生成根據(jù)所述血管的深度對(duì)所述血管進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)的圖像，所述 深度特征量計(jì)算步驟包含：歸一化特征量計(jì)算步驟，計(jì)算在所述至少3個(gè)窄帶圖像間對(duì)基 于各像素的信號(hào)強(qiáng)度的值進(jìn)行了歸一化后的歸一化特征量；以及相對(duì)特征量計(jì)算步驟，計(jì) 算表示所述彼此不同的窄帶圖像間的所述歸一化特征量之間的相對(duì)強(qiáng)度關(guān)系的相對(duì)特征 量。
[0013] 本發(fā)明涉及的圖像處理程序的特征在于，該圖像處理程序使對(duì)通過拍攝生物體而 獲取的圖像進(jìn)行處理的圖像處理裝置執(zhí)行：窄帶圖像獲取步驟，獲取中心波長彼此不同的 至少3個(gè)窄帶圖像；深度特征量計(jì)算步驟，根據(jù)彼此不同的窄帶圖像中的由照射于所述生 物體的光的吸光變化所產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度的變化的差異來計(jì)算深度特征量，該深度特征量是 與所述生物體內(nèi)的血管的深度相關(guān)的特征量；以及強(qiáng)調(diào)圖像生成步驟，根據(jù)所述深度特征 量生成根據(jù)所述血管的深度對(duì)所述血管進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)的圖像，所述深度特征量計(jì)算步驟具 有：歸一化特征量計(jì)算步驟，計(jì)算在所述至少3個(gè)窄帶圖像間對(duì)基于各像素的信號(hào)強(qiáng)度的 值進(jìn)行了歸一化后的歸一化特征量；以及相對(duì)特征量計(jì)算步驟，計(jì)算表示所述彼此不同的 窄帶圖像間的所述歸一化特征量之間的相對(duì)強(qiáng)度關(guān)系的相對(duì)特征量。
[0014] 發(fā)明效果
[0015] 根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)楦鶕?jù)照射于生物體的光的吸光變化所產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度的變化的 差異來計(jì)算作為與生物體內(nèi)的血管的深度相關(guān)的特征量的深度特征量，并根據(jù)該深度特征 量生成根據(jù)血管的深度對(duì)血管進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)的圖像，所以能夠高精度地提取用戶期望的深度 的血管進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。
【附圖說明】
[0016] 圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0017] 圖2是示出圖1所示的圖像處理裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0018] 圖3是示出圖1所示的歸一化特征量計(jì)算部所執(zhí)行的處理的流程圖。
[0019] 圖4是示出窄帶圖像中的表示血管的像素的信號(hào)強(qiáng)度與血管的深度之間的關(guān)系 的圖。
[0020] 圖5是示出圖1所示的強(qiáng)調(diào)圖像生成部所執(zhí)行的處理的流程圖。
[0021] 圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1的變形例涉及的圖像處理裝置所具有的歸一化特 征量計(jì)算部的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0022] 圖7是示出窄帶圖像中的表示血管的像素的信號(hào)強(qiáng)度與血管的深度之間的關(guān)系 的圖（血管較粗的情況下）。
[0023] 圖8是示出窄帶圖像中的表示血管的像素的信號(hào)強(qiáng)度與血管的深度之間的關(guān)系 的圖（血管較細(xì)的情況下）。
[0024] 圖9是示出圖6所示的歸一化特征量計(jì)算部所執(zhí)行的處理的流程圖。
[0025] 圖10是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0026] 圖11是示出圖10所示的圖像處理裝置的動(dòng)作的流程圖。
[0027] 圖12是示出圖10所示的歸一化特征量計(jì)算部所執(zhí)行的處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的圖像處理裝置、圖像處理方法以及 圖像處理程序。此外，本發(fā)明不受這些實(shí)施方式限定。另外，在各附圖的記載中，對(duì)相同部 分標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)來示出。
[0029] (實(shí)施方式1)
[0030] 圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式1涉及的圖像處理裝置的框圖。本實(shí)施方式1涉及 的圖像處理裝置1是進(jìn)行如下的圖像處理的裝置：使用中心波長彼此不同的至少3個(gè)的多 個(gè)窄帶圖像來估計(jì)映在圖像內(nèi)的血管的深度，并生成以根據(jù)深度而不同的色調(diào)對(duì)血管進(jìn)行 了強(qiáng)調(diào)的管腔內(nèi)圖像。此外，雖然在以下的說明中將內(nèi)窺鏡或者膠囊型內(nèi)窺鏡對(duì)生物體的 管腔內(nèi)進(jìn)行拍攝所獲取的窄帶圖像作為處理對(duì)象，但是也可以將內(nèi)窺鏡或者膠囊型內(nèi)窺鏡 以外的觀察裝置所獲取的圖像作為處理對(duì)象。
[0031] 作為通過內(nèi)窺鏡獲取窄帶圖像的方法的一例，可以列舉使用LED的方法，該LED發(fā) 出具有多個(gè)窄帶的波長峰值的光。例如，將以下兩種LED設(shè)置于內(nèi)窺鏡中，使這些LED交替 發(fā)光對(duì)生物體進(jìn)行照射，通過彩色的攝像元件將來自生物體內(nèi)的反射光按照R(紅色）成 分、G(綠色）成分以及B(藍(lán)色）成分來獲取，其中一種LED發(fā)出具有以波長415nm、540nm、 600nm為中心的峰值的光，另一種LED發(fā)出具有以波長460nm、540nm、630nm為中心的峰值的 光。由此，能夠獲得分別包含415nm、460nm、540nm、600nm、630nm的波長成分的5種窄帶圖 像。
[0032] 或者，作為其他的獲取窄帶圖像的方法的例子，可以列舉如下方法：將窄帶濾鏡配 置于疝燈等白色光源的前方，通過被該窄帶濾鏡窄帶化的光按順序?qū)ι矬w內(nèi)進(jìn)行照射； 或者按順序驅(qū)動(dòng)多個(gè)激光二極管，這些激光二極管分別發(fā)出中心波長彼此不同的窄帶光。 而且，也可以通過利用白色光對(duì)生物體內(nèi)進(jìn)行照射，使來自生物體的反射光經(jīng)由窄帶濾鏡 入射到攝像元件，從而獲取窄帶圖像。
[0033] 如圖1所示，圖像處理裝置1具有：控制部10,其控制該圖像處理裝置1整體的動(dòng) 作；圖像獲取部20,其獲取與由內(nèi)窺鏡拍攝的窄帶圖像對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)；輸入部30,其通過 來自外部的操作而生成輸入信號(hào)；顯示部40,其進(jìn)行各種顯示；記錄部50,其存儲(chǔ)由圖像獲 取部20獲取的圖像數(shù)據(jù)和各種程序；以及運(yùn)算部100,其對(duì)圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)定的圖像處理。
[0034] 控制部10由CPU等硬件來實(shí)現(xiàn)，其通過讀入記錄在記錄部50中的各種程序，根據(jù) 從圖像獲取部20輸入的圖像數(shù)據(jù)和從輸入部30輸入的操作信號(hào)等，向構(gòu)成圖像處理裝置 1的各個(gè)部分進(jìn)行指示或者數(shù)據(jù)傳送等，對(duì)圖像處理裝置1整體的動(dòng)作進(jìn)行統(tǒng)一控制。
[0035] 圖像獲取部20根據(jù)包含內(nèi)窺鏡的系統(tǒng)的方式適當(dāng)構(gòu)成。例如，當(dāng)在與膠囊型內(nèi)窺 鏡之間交換圖像數(shù)據(jù)時(shí)使用可移動(dòng)型記錄介質(zhì)的情況下，圖像獲取部20由拆裝自如地安 裝該記錄介質(zhì)并讀出已記錄的圖像的圖像數(shù)據(jù)的讀出裝置構(gòu)成。另外，在設(shè)置預(yù)先保存由 內(nèi)窺鏡拍攝的圖像的圖像數(shù)據(jù)的服務(wù)器的情況下，圖像獲取部20由與服務(wù)器連接的通信 裝置等構(gòu)成，并與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信來獲取圖像數(shù)據(jù)。或者，還可以由經(jīng)由電纜從內(nèi)窺鏡 輸入圖像信號(hào)的接口裝置等構(gòu)成圖像獲取部20。
[0036] 輸入部30通過例如鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸面板及各種開關(guān)等輸入設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，其將根 據(jù)從外部對(duì)這些輸入設(shè)備的操作所生成的輸入信號(hào)輸出到控制部10。
[0037] 顯示部40由IXD或EL顯示器等顯示裝置來實(shí)現(xiàn)，在控制部10的控制下，顯示包 含管腔內(nèi)圖像在內(nèi)的各種畫面。
[0038] 記錄部50由可更新記錄的閃存等ROM或RAM這樣的各種1C存儲(chǔ)器、內(nèi)置或者利 用數(shù)據(jù)通信端子連接的硬盤、或者CD-ROM等信息記錄裝置及其讀取裝置等來實(shí)現(xiàn)。記錄部